في قلب كل مادة توجد وحدتان أساسيتان هما العنصر والمركب. العنصر هو الوحدة الأساسية للمادة، وهو ذرة فريدة تحدد خصائصها بعدد الإلكترونات الموجودة في مداراتها الخارجية. ترتيب العناصر ضمن جدول دوري يعتمد على عددها الذري وسماتها المشتركة داخل المجموعات والدوائر المختلفة. يوجد حاليًا حوالى 118 عنصر طبيعي ومتوفر، مع تنوع أشكالهم بين الغاز والسائل والصلب. بينما المركب هو نتيجة اتحاد عنصرين أو أكثر بنسب محددة، يتم وصفه عادةً باستخدام الصيغة الجزيئية التي تشير إلى تركيبة العناصر وعلاقاتها الكمومية. أحد الأمثلة الأكثر شيوعًا على المركبات هو الماء (H₂O)، والذي ينتج عندما تلتقي ذرتان من الهيدروجين بذرة واحدة من الأكسجين بتلك النسبة الدقيقة.

تختلف خصائص المركبات بشكل كبير عن تلك الخاصة بالعناصر المضمونة فيها؛ فعلى سبيل المثال، عند دمج الصوديوم القلوي شديد التفاعل مع الكلور سام للغاية، فإن النتيجة ستكون الملح الصالح للأكل والمعروف باسم كلوريد الصوديوم - ضروري لإعداد طعامنا اليومي. بالإضافة لذلك، يعد فهم الفرق بين الخلائط والمركبات أمرًا حيويًا لفهم كيفية عمل العالم من حولنا. بينما يحتفظ خليط العناصر بصلاحياته الفردية حتى عند مزجهما، فإن المركبات تخلق الروابط والترابط الجديد الذي يؤدي بدوره إلى ظهور خواص مميزة لم تكن موجودة لدى أيٍ منهما سابقاً.

هذه العملية المعقدة لبناء العالم الخارجي تعتبر جزءًا لا يتجزأ من حياتنا ومحيطنا البيئي.